掺铒Bi2O3-GeO2-Ga2O3-Na2O玻璃中激发态吸收的抑制

对应用于1.55μm波段宽带放大的掺Er3 :Bi2O3-GeO2-Ga2O3-Na2O(玻璃中激发态吸收的抑制进行了研究.为此,在该玻璃中分别引入了Ce3 离子和B2O3组分.研究表明,随着玻璃中Ce2O3的掺杂或B2O3组分的引入, Er3 4:I11/2能级与Ce3 2:F5/2能级间的能量传递或Er3 4:I11/2→4I13/2能级间多声子弛豫速率相应提高, Er3 离子4I11/2能级荧光寿命显著减小,激发态吸收得到有效抑制.同时,实验发现, Ce2O3的掺杂进一步提高了Er3 离子4I13/2→415/2能级间总量子效率,增强了1.55μm波段荧光发射强度,而荧光发射谱宽基本保持不变. B2O3组分的引入虽在一定程度上削弱了1.55μm波段荧光发射强度,但进一步拓展了其荧光发射谱,且增益截面峰值波长移向长波段.     

掺铒铋酸盐玻璃光谱性质的混合形成体效应

测得了Er3+离子在铋酸盐玻璃系列(50～75)Bi2O3-(20～45)B2O3-5Na2O,70Bi2O3-(17～25)B2O3-xZrF4-5Na2O,70Bi2O3-(0～25)B2O3-(0～25)SiO2-5Na2O中的吸收光谱、荧光光谱及4I13/2能级荧光寿命.提出并研究了Er3+离子光谱性质的混合形成体效应,结果表明Er3+离子在铋酸盐玻璃中通过混合形成体效应可以获得较大的有效线宽(△λeff＝62～80nm)、较高的受激发射截面(σe＝0.76～0.84×10-20cm2)、较宽的荧光半高宽(FWHM＝55～80nm)以及较长的荧光寿命(τm＝1.6～4.3ms),说明掺Er3+铋酸盐玻璃是光纤放大器实现宽带和高增益放大较为理想的基质材料.     

PbO对Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃三基色上转换发光的影响

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃,在TeO2-ZnO-La2O3玻璃组分的基础上,引入声子能量较低的PbO,研究了PbO对基质样品拉曼光谱以及Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换发光光谱的影响.结果表明,随着PbO含量的增加,样品的最大声子能量下降比较明显,同时样品的声子态密度也有减小趋势;在975nm波长激光二极管(LD)激励下,随着PbO含量的增加,Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换蓝光(480nm)、绿光(546nm)和红光(662nm)的发光强度都有明显增强,且PbO的引入对上转换蓝光发光强度的影响要大于其对绿光和红光的影响.     

OH^-对掺Er^3＋/Yb^3＋钡镓锗玻璃发光的影响及除水研究

钡镓锗玻璃是一种优质的红外发光材料,而钡镓锗玻璃中少量OH-的存在严重影响玻璃的结构并劣化了玻璃的发光性能.实验研究了在原料中引入氟化物除水和在引入氟化物的基础上进行反应气氛法除水两种方法对Er3+/Yb3+共掺钡镓锗玻璃上转换发光、1.53μm发光的影响,采用Frster-Dexter半经验简化模型分析了OH-和Er3+之间的能量转移几率.结果表明:在引入氟化物的基础上进行反应气氛法除水可以将玻璃中的OH-浓度降低到原来的1/11;随OH-浓度的降低,上转换荧光比1.53μm发光增强更明显,545nm绿光增强了2.8倍;OH-和Er3+之间的能量转移常数为1.75×10-19cm4/s,该值比磷酸盐玻璃中OH-和Er3+之间的能量转移常数稍大.     

P2O3-B2O3-Al2O3-SrO-BaO玻璃中Yb3+非辐射能量转移下Er3+离子的增强发射

本文研究了共掺Er3 +/Yb3 +P2 O3 -B2 O3 -Al2 O3 -SrO -BaO玻璃的能量转移过程。实验中制备了高掺杂Yb3 +离子的双掺Er3 +/Yb3 +的磷酸盐玻璃样品。在Er3 +/Yb3 +掺杂比率 >1 :1 8(mol% )时 ,观测到了基于Yb3 +离子至Er3 +离子能量转移下Er3 +( 4 I13 / 2 →4I15 / 2 )的增强发射和Yb3 +( 2 F7/ 2 →2 F5 / 2 )发射的减弱 ,当Yb3 +离子掺杂浓度超过 2 .1× 1 0 2 1ions/cm3 时 (Er3 +/Yb3 +≤ 1 :1 8,mol% ) ,由于Yb3 +离子的自淬灭效应 ,Er3 +离子的发射强度降低。实验中得到了Yb3 +离子的最佳掺杂浓度为1 .74× 1 0 2 1ions/cm3     

掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的J-O计算

研究了掺Er3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质;应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数Ω(Ω2=4.79 × 10-20cm2,Ω4=1.52×10-20cm2,Ω6=0.66×10-20cm2),计算了离子的自发跃迁几率,荧光分支比;应用McCumber理论计算了Er3+的受激发射截面(σe=10.40 × 10-21cm2)、Er3+离子4I13/2→4I15/2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65.5nm)及各能级的荧光寿命(4I13/2能级τrad=3.99ms);比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性,结果表明掺铒碲酸盐玻璃更适合于掺Er3+光纤放大器实现宽带和高增益放大.     

掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和光谱性质的研究

分析了掺Er³⁺碲酸盐玻璃的热力学稳定性能,研究了掺Er3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质;应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数Ω(Ω₂=4.79×10^-20cm², Ω₄=1.52×10^-20cm²,Ω₆=0.66×10^-20_cm2),计算了离子的自发跃迁几率,荧光分支比;应用McCumber理论计算了Er3+的受激发射截面(σ_e=10.40×10^-21cm²)、Er³⁺离子⁴I_13/2→⁴I_15/2 发射谱的荧光半高宽(FWHM=65.5nm)及各能级的荧光寿命(⁴I_13/2能级为τ_rad=3.99ms);比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性,结果表明掺铒碲酸盐玻璃更适合于掺Er³⁺光纤放大器实现宽带和高增益放大.     

Er3+/Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换白光性质

采用高温固相法制备了Er3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+和Er3+/Tm3+/Yb3+共掺杂的氟氧化物玻璃SiO2-Al2O3-Na2O-ZnF2,研究了980nm近红外激光激发下的上转换发光性质。研究表明,Er3+/Yb3+共掺样品呈现了上转换绿光和红光发射,Tm3+/Yb3+共掺样品呈现了强的上转换蓝光发射和弱的红光发射,Er3+/Tm3+/Yb3+三掺样品呈现了上转换白光发射。对上转换发光强度和激光功率的研究表明上转换绿光和红光发射是两光子吸收过程,上转换蓝光发射是三光子吸收过程。     

Tm3+/Ho3+共掺硫卤玻璃的2.00μm荧光特性研究

通过真空熔融淬冷法制备了不同浓度Tm3+/Ho3+离子共掺的70GeS2-20In2S3-10CsI玻璃样品,分析了样品的热稳定性及拉曼光谱,测试了样品的吸收光谱以及808 nm激光泵浦下Ho3+:5I7→5I8辐射跃迁对应的2.00μm荧光光谱特性.结果表明:Tm3+离子掺杂浓度为0.25mol%时,随着Ho3+离子掺杂浓度从0.05mol%增加到0.125mol%,Tm3+离子在1.86μm的发光强度逐渐减弱,Ho3+离子2.00μm荧光明显增强,表明Tm3+/Ho3+离子之间存在有效的能量转移.     

Ce3+对磷酸盐闪烁玻璃耐辐射性能的影响

研究了空气气氛下制备的掺Ce3+磷酸盐闪烁玻璃.XPS分析结果显示,玻璃网络结构中的铈离子以低化合价(三价)形式存在.分别测试了含Ce3+及不含Ce3+玻璃样品在辐射前及经特定剂量辐射后的紫外可见透过光谱.实验结果表明,含Ce3+玻璃在大于390nm波长处的辐射诱导吸收带消失或明显减弱.通过计算样品的辐射诱导吸收系数μ发现Ce3+离子的引入有效提高了磷酸盐闪烁玻璃的抗辐射能力.     

铋锗酸盐玻璃中铒离子的上转换光谱特性

研究了由重金属氧化物Bi2O3-GeO2-PbO组分高温融熔而成的铋锗酸盐玻璃中稀土掺杂铒离子(Er3+)的吸收光谱、上转换发光谱以及玻璃基质的红外吸收谱,着重分析了975 nm和800 nm泵浦光激励下Er3+离子的上转换发光机理.结果表明,在975 nm或800 nm泵浦光激励下,观察到了绿光(529 nm、552...     

铒镱共掺磷硅酸盐光纤的制备及其激光性能研究

利用改进化学气相沉积法(MCVD)的反向沉积工艺,结合无铝的溶液掺杂技术,制备了高性能掺磷石英基的铒镱共掺光纤.反向沉积技术表现出了在纤芯中大量沉积磷这类高温下极易蒸发成分上的优势.研究表明,这种光纤中,铒镱离子能量传递效率极高,掺磷的石英基质对于促进镱离子对铒离子的能量传递,抑制镱离子寄生荧光作用明显.最后,搭建了双包层铒镱共掺光纤激光器系统,在光纤长度为4 m时,获得了3.2 W的最大功率输出,斜率效率达30%.     

Temperature-dependent photoluminescence spectra of Er-Tm codoped calcium boroaluminate glasses

The temperature dependence of photoluminescence (PL) spectra of Er-Tm codoped calcium boroaluminate (CABAL) glasses with different dopant concentrations was investigated under 15-298 K, by pumping at 795 nm. The intensities of three band emissions located at 1.46, 1.53, and 1.80 μm decreased monotonically when increasing the temperature from at lower concentrations. However, the emissions peaked at 1.80 μm increase with the increasing temperature at higher concentrations. This was attributed to the increasing of cross relaxation (CR) resulting from the high doping concentration of Tm ions. This was evidenced by the much shorter fluorescence lifetime of 56 μs for the 3F4 emission due to 3F4→3H6 transition for the CABAL glass codoped with 2.00 mol.% Tm2O3, in comparison with 185 μs for that of 0.2 mol.% Tm2O3. The energy transfer (ET) and CR processes between Er3+ and Tm3+ ions have been discussed at different doping concentrations and operating temperatures. The nonexponential character of the decays of 4I(13/2) and 3H4 with the increasing concentration indicated the occurring of a dipole-dipole quenching processes in the framework of a diffusion-limited regime. The average critical distances of CR between Tm3+ ions and ET between Er3+ and Tm3+ ions were approximately 1 nm.     

掺铒铋基玻璃的荧光俘获和浓度猝灭效应研究

用高温熔融法制备了系列掺铒铋硼锗酸盐玻璃,测试分析了不同铒离子掺杂浓度下玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱.结果显示,掺铒铋硼锗酸盐玻璃中存在着强烈的荧光俘获和浓度猝灭效应.随着铒离子掺杂浓度的增加,1.53 μm波段荧光谱展宽,1 560 nm波长处荧光次峰相对增强.对此用一个等效的四能级模型予以了定性分析.同时,随着铒离子掺杂浓度的增加,4I13/2能级荧光寿命和1.53 μm波段荧光强度呈现出先增加后减小趋势.依据Dexter能量转移理论,计算了该玻璃系统中铒离子发生浓度猝灭的临界距离R0及相互作用参数CEr-Er,并与其它玻璃基质进行了比较.     

Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及发光性能研究

采用高温熔融法制备了Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂的CaO-B2O3-SiO2发光玻璃材料,并用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其发光性能进行了研究。发射光谱表明,在374nm激发下,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的发射光谱中同时观测到了红橙光、蓝光和绿光的发射带,这些发射带的混合实现了白光发射。此外,在Sm2O3和Tb4O7含量不变的情况下,随着CeO2含量的减小,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂发光玻璃的发光颜色在白光区逐渐由蓝光区附近过渡到黄光区附近。     

Emission Properties of Yb3+/Er3+ Doped TeO2-WO3-ZnO Glasses for Broadband Optical Amplifiers

The YbS /Er3 doped TeO2-WO3-ZnO glasses were prepared. The absorption spectra, emission spectra and fluorescence lifetime of Era at 1.5μm, excited by 970 nm were measured. The influence of Er2Oa, Yb2Oa and Ohcontents on emission properties of Era at 1.5 μm was investigated. The optimum doping concentrations for Era and Yba is around 3.34× 1020 ions/cma and 6.63×1020 ions/cma, respectively. The peak emission cross section is 0.83～0.87 pm2. With the increasing concentration of Yba , the FWHM of Era emission at 1.5 μm in the glass increases from 77 nm to 83 nm. The results show that Yba /Era doped meO2-Woa-ZnO glasses are promising candidate for Era -doped broadband optical amplifier.     

Ce3+共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的发光性能和颗粒形貌的影响

采用化学反应与高温固相反应相结合的方法制备了Ce3和Eu3+共掺杂Y2O3荧光粉,利用X射线衍射和扫描电镜分析,发现Ce3+离子共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的颗粒形貌有显著的影响,随着Ce3+离子浓度的改变,形貌可从球型转变为管状.荧光光谱分析表明,所制备的共掺杂荧光粉主要发射位于614纳米的红光峰和位于587纳米...     

CeO2∶Er3+纳米晶的合成及上转换发光特性研究

采用燃烧法制备得到CeO2∶Er3+纳米晶粉末.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对CeO2∶Er3+纳米晶的结构、形貌和上转换发光特性进行了研究.结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构.上转换发光光谱的研究表明:在980nm红外光激发下,可以发现上转换荧光,分别来自于Er3+离子的2H11/2,4S3/2→4 I15/2和4 F9/2→4I15/2跃迁.